尽管医学已有数百年的研究和进步,但仍有许多未解之谜,其中最重要的是了解衰老的原因以及我们如何减缓或逆转衰老。
但发表在科学杂志《自然》上的一项新研究可能终于找到了这些问题的答案。
德国科隆大学的研究人员不仅发现基因转录——细胞从 DNA 链复制 RNA 的过程——随着年龄的增长变得更快,但更不精确且更容易出错。 他们还发现某些过程可以帮助我们扭转这种下降趋势。
首席研究员 Andreas Beyer 博士说,将这些发现称为“重大发现”。
他对 Euronews.next 说:“推特风暴正在上演。一些同事真的很兴奋。”
在拜耳和他的团队 10 年前开始他们的调查项目之前,一项典型的衰老研究“只关注差异基因表达,”拜耳说。
他解释说,以前的研究一直在问这样的问题,“当你变老时,哪些基因会开启,哪些基因会关闭?” 和“这如何改变细胞的调节或新陈代谢?”
但是没有人问转录过程本身是如何随着年龄的增长而变化的,这一调查可以提供最终帮助我们扭转或阻止衰退的见解。
转录是健康老龄化的关键
转录是拜耳研究的核心,因为它是细胞从一段 DNA 复制 RNA 的过程。
这个副本很重要,因为它携带了在细胞中制造新蛋白质所需的遗传信息。 蛋白质决定细胞的健康和功能,然后细胞构建所有生物。
在我们的一生中,我们的细胞都会更新,“但是每个细胞都是不同的,而使它不同的是其中激活的不同基因,”拜耳解释道。 这种激活称为转录。
因为基因赋予细胞目的,它们的转录必须是完美无缺的。
“你需要为每个基因制作正确数量的拷贝并获得基因序列的精确拷贝,而且,你还需要激活细胞发挥其应有功能所需的确切基因,”Baer 说。
人体内有许多不同类型的细胞:神经细胞、肌肉细胞、血细胞、皮肤细胞等等。 因为每个细胞执行不同的功能,所以在每种细胞类型中激活(转录)一组不同的基因。
“机器”——正如拜耳所说——负责制作 Pol II(RNA 聚合酶 II)基因序列的转录副本。
他的团队发现,随着年龄的增长,转录过程会变得更快,这种加速的转录会导致 Pol II 犯更多的错误,本质上会产生可能导致许多疾病的“坏”转录本。
“如果 Pol II 变得太快,它会产生更多错误,然后序列不再与基因组序列匹配。后果类似于基因组本身发生突变时的结果,”Baer 说。
停止复制损坏的细胞,第二大黑客
先前的研究已经表明,低热量饮食和抑制胰岛素信号——阻断胰岛素和细胞之间的信号——可以延缓衰老并延长许多动物的寿命。
在他们的实验中,拜耳的团队试图看看它是否对减慢 Pol II 和减少缺陷拷贝的数量有任何影响。
这项调查由 6 个不同实验室的 26 人共同合作完成,首先对蠕虫、小鼠和果蝇进行了基因改造以抑制胰岛素信号传导,同时还对低热量饮食的小鼠进行了研究,以确定老年时的细胞转录性能。 . 在这两种情况下,Paul 2 的反应和移动速度都较慢,失误也较少。
拜耳和他的团队随后追踪了携带减缓 Pol II 突变的果蝇和蠕虫的存活率,这些动物的寿命比非突变体长 10% 到 20%。
当研究人员使用基因编辑来逆转蠕虫中的突变时,动物的寿命缩短,从而导致因果关系。
为了测试他们在人类身上的实验,他们对非常年轻和非常年长的人的血液样本进行了研究。
“当我们在实验室将年轻细胞与非常老的细胞进行比较时,我们得到了完全相同的结果,”主要研究人员之一 Argyris Papantonis 告诉 Euronews.next。
跨物种结果证实,这是“一种适用于衰老的普遍现象,并不特定于个体模型,比如苍蝇,”拜耳说。
“例如,我们的研究表明,健康的饮食或这种卡路里限制干预会提高细胞中 RNA 产生的转录质量。从长远来看,这将对细胞产生有益影响。”
调查结果 它可以帮助预防癌症的发生,Papantonis 指出,因为它是“一种由错误导致的晚年疾病。限制错误可能是限制癌症或晚年疾病发作的一种方式。”
它们还可以让我们“更好地理解衰老,更好地理解当我们变老时会发生什么”,并最终“更好地理解干预措施,我认为这为延缓衰老或延长健康衰老开辟了新的机会,”拜耳说。
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